第四章三极管
第4章 三极管及放大电路基础1
与 的关系
IC IC ICBO I E ICBO IC I B ICBO
(1 ) IC I B ICBO
I CBO IC IB 1 1
IE
N
P
N
I'C ICBO IC
IC I B (1 ) ICBO
共射直流电流放大倍数： IC I B 1.7 42.5 0.04 共射交流电流放大倍数： IC I B 2.5 1.7 40 0.06 0.04 说明： 例：UCE=6V时： 曲线的疏密反映了 的大小； IC(mA ) 160mA 电流放大倍数与工作点的位置有关； I 5 140mA CM 120mA 交、直流的电流放大倍数差别不大， 4 100mA 今后不再区别；
3 80mA
___
4. 集电极最大电流ICM 当值下降到正常值的三分之二时的 集电极电流即为ICM。
IC
2.5 2 1.7
1 0 2 4 6 8
IB 40mA
IB=60mA 20mA IB=0 10 UCE(V)
六、主要参数
5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 6. 集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳热为： PC =ICUCE 导致结温 上升，PC 有限制， PCPCM 7. 频率参数
扩散 I C 复合 I B
IC
C
N
IB
P N
EC
或者 IC≈IB
I E IC I B (1 ) I B
EB
E
IE
二、电流放大原理
模电456
第四章 三极管及其放大电路§4.1一、问答题：1. 能否用两个二极管背靠背地连接构成一个BJT ？答：不能，因为BJT 除了由两个背靠背PN 结构成外，还需满足三个内部条件。
2. BJT 的e 极、c 极能否交换使用？答：不能，因为e 极、c 极所对应区域的掺杂浓度和横截面积均不相同。
二、填空题：1. 三极管实现放大的三个内部条件是（发射区掺杂浓度最高）、（基区最窄）、（集电区横截面积最大）。
2. 三极管具有放大作用的外部电压条件是发射结（正偏），集电结（反偏）。
3. 三极管工作在饱和区时，发射结（正偏）,集电结（正偏）； 工作在截止区时，发射结（反偏）,集电结（反偏）。
4. 工作在放大区的某三极管，如果当I B 从12μA 增大到22μA 时，I C 从1mA 变为2mA ，那么它的β约为（ 100 ）。
5. 工作在放大状态的三极管，流过发射结的电流主要是（多子的扩散流），流过集电结的电流主要是（漂移电流）。
（扩散电流/漂移电流）6. 反向饱和电流是由（少数）载流子形成，其大小与（温度）有关，而与外加电压（无关）。
7．测得某放大电路中三极管的三个电极A 、B 、C 对地点的电位分别为-11、-6、-6.7，则A 电极为（ 集电 ）极，B 电极为（ 发射 ）极，Ｃ电极为（ 基极 ）极。
三、1．从下图所示各三极管电极上测得的对地电压数据中，分析各管的类型以及它在电路中所处的工作状态。
（1） 是锗管还是硅管？（2） 是NPN 型还是PNP 型？（3） 是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种？或是已经损坏？（指出哪个结已坏，是烧断还是短路？）提示：注意在放大区，硅管V 70E B BE .U U U ≈-=，锗管V 30BE .U ≈，且E C CE U U U -=>0.7V ；而处于饱和区时，V 70CE .U ≤。
解：(a) NPN硅管，工作在饱和状态；(b) PNP锗管，工作在放大状态；(c) PNP锗管，管子的b-e结已开路；(d) NPN硅管，工作在放大状态；(e) PNP锗管，工作在截止状态；(f) PNP锗管，工作在放大状态；(g) NPN硅管，工作在放大状态；(h) PNP硅管，工作在临界饱和状态。
第4章晶体三极管及其基本放大电路PPT课件
第28页/共127页
2.常见的两种共射放大电路
(1)直接耦合共射放大电路
(2)阻容耦合共射放大电路
Rb2
Rb1
T T
直接耦合共射放 大电路
I BQ
VCC
U BEQ Rb2
UBEQ Rb1
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
阻容耦合共射放 大电路
I BQ
VCC
U BEQ Rb
第31页/共127页
直接耦合共射放大电路及其直流通路和交流通路
第33页/共127页
阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
I
＝VCC－U
BQ
Rb
BEQ
ICQ IBQ
U CEQ VCC ICQ Rc
第34页/共127页
图解法
在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方 法求解放大电路的工作情况。
(2) 共基极交流电流放大系数α
α=iC/iE UCB=const
(3)特征频率 fT
值下降到1的信号频率
第18页/共127页
极限参数
IC/mA ICM
过流区
PCM=ICUCE 安
全
工
过损区
作
区
集电极最大允许电流 ICM
集-射反向击穿电压 U(BR)CEO
集电极最大允许耗散功率 PCM
过
压
使用时不允许超
（1）1 b、2 e、3 c NPN 硅 （2）1 b、2 e、3 c NPN 锗 （3）1 c、2 b、3 e PNP 硅 （4）1 c、2 b、3 e PNP 锗
第24页/共127页
4.2 放大电路的组成原则
基本共射放大电路的工作原理
电子电工学——模拟电子技术 第四章 双极结型三极管及发达电路基础
4.1 双极结型三极管BJT
(Bipolar Junction Transistor)
又称半导体三极管、晶 体管，或简称为三极管。
分类： 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
c
e V VCE
VCC
V
VBE
也是一组特性曲线
实验电路
1.共射极电路的特性曲线
输入特性 :iB=f(vBE)|vCE=const
(1)VCE=0V时，发射结和集电结均正偏，输入特性相当于两个PN结并联
(2)VCE=1V时，发射结正偏，集电结反偏，收集电子能力增强，发射极发
射到基区的电子大部分被集电极收集，从而使得同样的VBE时iB减小。
ICEO (1 )ICBO 值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。
３．极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
过流区
当IC过大时，三极管的值要 iC
减小。在IC=ICM时，值下降 ICM
到额定值的三分之二。
PCM = iCvCE
(2) 集电极最大允许耗散功率 PCM
将 iC 与 vCE 乘 积 等 于 规 定 的 PCM 值各点连接起来，可得 一条双曲线。
利用IE的变化去控制IC，而表征三极管电流控制作用的参 数就是电流放大系数 。
共射极组态连接方式
IE UBE
+ Uo
-
49 IC 0.98(mA)
IB
20( A)
共射极接法应用我们得到的结论：
１、从三极管的输入电流控制输出电流这一点看来，这两 种电路的基本区别是共射极电路以基极电流作为输入控制 电流。 ２、共基极电路是以发射极电流作为输入控制电流。
第四章_MOSFET及其放大电路
GSQ
)则
TN
i K V V K V V v D
(
)2 2
n
GSQ
TN
(
)
n
GSQ
TN
gs
=IDQ
i K V V v 2 d
(
)
n
GSQ
TN
gs
g 2K V V 令
(
)
m
n
GSQ
TN
则
i g v d
m gs
跨导也可以通过求微分得到:
g i
2K V V m
D
vV
const
GS
GS Q
vGS
VGG
S
•在栅极和衬底之间施加的电压VGB>0，
形成自上而下的电场，该电场随电压的增
N+
大而加强。
G
D
N+ N型沟道
• 在电场的作用下， P区中的多子（空穴） 向衬底下部移动，少子（电子）被吸引到 G极并在sio2表面积累。
P型衬底
B
•若增大VGS ，则电子积累得越多，直到感应的电子能在漏极和源极
之间形成可测电流（即VGS增加到足够大），此时N型导电沟道形成，
U GQ
U AQ
Rg1 Rg1 Rg2
VDD
USQ I DQ Rs
IDQ Kn (UGSQ UTN )2
U DSQ VDD I DQ (Rd Rs )
为什么加Rg3?其数值应大些小些？
二、场效应管工作状态分析
[分析指南] MOSFET电路的直流分析
求VGS，VGS>VTN?
是
否
假设工作在放大区 ID=Kn(VGS-VTN)2
三极管PPT教学讲义
收集 载流
基区的少数载流子——ICBO
子
VBB
VCC
电流分配与控制 IE= IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有ICN>>IBN IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN－ICBO
IE =IC+IB
VBB
VCC
电流分配与控制
• 使晶体管具有电流分配与控制能力的两个重要条件
– ③集电结对非平衡载流子的收集作用漂移为主
4.1.3 三极管各电极的电流关系
集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系定义:
ICN/IE
称为共基极直流电流放大系数。
表示集电极收集到的电子电流ICN与总发射极电流IE的比
值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以 的值小
于1, 但接近1，一般为0.98~0.999 。
BJT 结构
从外表上看两个N区,或两个P区是对称的,实际上: 发射区的掺杂浓度大,发射载流子 集电区掺杂浓度低,且集电结面积大,收集载流子 基区得很薄,控制载流子分配,其厚度一般在几个微米至几十
个微米.
+
BJT的三种组态
CB Common Base ：共基极,基 极为公共电极
CE Common Emitter ：共发射极, 发射极为公共电极
强,IC增大. JC和JE都正偏, VCES约等于0.3V,
ic VCE=VBE
饱
6和 放
区 4
大
区
2
IC< IB 0
饱和时c、e间电压记为VCES,深 度饱和时VCES约等于0.3V.
截止区
246
三极管课件
三极管在模拟电路中应用 举例
共射极放大电路
原理
输入信号加在基极与发射极之间， 输出信号从集电极取出。
特点
电压放大倍数大，输出电压与输 入电压反相。
应用
音频放大、振荡器、调制器等。
共基极放大电路
原理
输入信号加在发射极与基极之间，输出信号从集电极取出。
特点
电压放大倍数小，但频带宽，适用于高频放大。
品牌与质量
选择知名品牌和质量可靠的三极管，可以 降低因器件质量问题导致的电路故障风险。
THANKS
感谢观看
3
极间反向电压测量
包括集电极-基极反向击穿电压BVCBO、集电极发射极反向击穿电压BVCEO、发射极-基极反向 击穿电压BVEBO的测量。
封装类型及识别方法
封装类型
常见的三极管封装类型有TO-92、TO-126、TO-220等，不同 封装类型的三极管在引脚排列、尺寸等方面存在差异。
识别方法
通过观察封装上的标记和引脚排列，可以识别出三极管的类型、 引脚定义等信息。例如，TO-92封装的三极管通常有一个突出 的引脚，即为发射极；而TO-220封装的三极管则通过引脚排列 和散热片的位置来识别。
工作原理简介
截止状态 当基极电流IB=0时，三极管处于截止状态，此时集电极电 流IC≈0，相当于开关断开。
放大状态 当基极电流IB介于截止电流和饱和电流之间时，三极管处 于放大状态。此时，集电极电流IC随基极电流IB的增大而 增大，且满足一定的电流放大倍数。
饱和状态 当基极电流IB增大到一定程度时，三极管进入饱和状态。 此时，集电极电流IC达到最大值，且不再随基极电流IB的 增大而明显增大。相当于开关闭合。
三极管ppt课件
晶体管截止频率影响
晶体管的截止频率限制了其放大高频信号 的能力，当输入信号频率接近或超过截止 频率时，晶体管放大倍数急剧下降。
负载效应影响
在高频段，负载效应对信号产生较大的影 响，使得输出信号的幅度和相位发生变化 。
05
三极管功率放大电路设计 与应用
功率放大电路类型及特点
甲类功率放大电路
采用单电源供电，输出端通过大容量电容与负载耦合，具 有电路简单、成本低等优点，但电源功率利用率较低且存 在较大的非线性失真。
集成功率放大器简介与应用
集成功率放大器概述
将功率放大电路与必要的辅助电路集成在同一芯片上，具 有体积小、重量轻、可靠性高等优点。
集成功率放大器的应用
广泛应用于音响设备、电视机、计算机等电子设备中，用 于驱动扬声器、耳机等负载，提供足够的输出功率和良好 的音质效果。
工作点设置在截止区，主要用于高频功率放大，效率很高但非线性失 真严重。
OCL和OTL功率放大电路设计实例
要点一
OCL（Output Capacitor Less ）功…
采用双电源供电，输出端与负载直接耦合，具有低失真、 高效率等优点，但需要较大的电源功率和输出电容。
要点二
OTL（Output Transformer Less…
02
三极管基本放大电路
共射放大电路组成及原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直 流电源
特点
电压放大倍数大，输出电阻较大，输 入电阻适中
原理
利用三极管的电流放大作用，将输入 信号放大并
共基放大电路组成及原理
01
02
03
组成
输入回路、输出回路、耦 合电容、直流电源
晶体三极管及其基本放大电路解读PPT教案
Q IBQ
UBEQ
输 入 回 路 负 载线 ICQ
负载线
Q IBQ
UCEQ
第31页/共79页
2. 电压放大倍数的分析
uBE VBB uI iBRb 斜率不变
iC
IB IBQ iB
uI
uCE
给定uI
iB
iC
uCE (uO )
Au
uO uI
uO与uI反相，Au符号为“－”。
第32页/共79页
§4.2 放大电路的组成原 则
一、基本共射放大电路的工作原理 二、如何组成放大电路
第12页/共79页
一、基本共射放大电路的工 作原理
1. 电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥UBE，同时作为 负载的能源。
Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uO) 。
因发射区多子浓度高使大量电子从发 射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极 电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
第3页/共79页
电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流
IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
直流电流 放大系数
穿透电流
IC
IB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
交流电流放大系 数
集电结反向电流
第4页/共79页
三、晶体管的共射输入特性和输
1. 输入特性
出特性
iB f (uBE ) UCE
为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大曲线右移？ 为什么UCE增大到一定值曲线 右移就不明显了？
第四章三极管及放大电路基础
N
P
N
IE
I EN
e
I
EP
Re
VEE
b IB
IC c
VCC
Rc
+ +
载流子运动过程
(2) 复合（基区参杂浓度很低）
发射区的电子注入基区后，少数将与基区的空穴复合掉， 形成IBN。
N
P
N
IE
I
EN
IC
e
c
Re
VEE
b IB
VCC
Rc
+ +
载流子运动过程
(3) 收集（集电区面积大）
因为集电结反偏，收集扩散到集 集电区及基区的少数载流子形成
4. 放大作用
IE +iE e
c IC +iC
+
vI -
VEB+vEB
b IB +iB
+ vO RL
1k -
VEE
VCC
图 03.1.05 共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA， 当 = 0.98 时， 则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC• RL = 0.98 V，
3DKG23 250W 30A
注：*为 f
VRCBO V
20 40 45 40 300 25 400
VRCEO V 12 24
30 250 15 325
VREBO V
4
I C BO μA
≤6 ≤6 0.1 0.35 ≤2mA ≤0.1
fT MHz *≥ 8 *≥ 8 100
300 8
4.1 BJT
动态是放大的对象和预期的结果
三极管工作原理图
三极管工作原理图引言概述：三极管是一种常见的电子元件，广泛应用于电子电路中。
它具有非常重要的作用，可以放大电流和控制电流的流动。
本文将详细介绍三极管的工作原理图，包括三极管的结构、工作原理和应用。
一、三极管的结构1.1 发射区：发射区是三极管的主要区域，它通常由n型半导体材料构成。
发射区有两个接触点，分别是发射极和基极。
发射极是电流的输入端，基极则用于控制电流的流动。
1.2 基区：基区是三极管的中间区域，通常由p型半导体材料构成。
基区的宽度决定了三极管的放大能力，它与发射区和集电区相隔一定距离。
1.3 集电区：集电区是三极管的输出端，通常由n型半导体材料构成。
它与发射区相隔一定距离，用于控制电流的输出。
二、三极管的工作原理2.1 放大作用：当电流从发射极进入基极时，通过基区的扩散作用，将电流放大，并从集电极输出。
这种放大作用使得三极管能够在电子电路中扮演放大信号的角色。
2.2 控制作用：三极管的基极通过控制电流的大小和方向，能够控制集电极的电流流动。
通过改变基极电流，可以实现对输出电流的控制，从而实现对电路的开关控制。
2.3 双极性特性：三极管具有双极性特性，即它既可以放大正向电流，也可以放大反向电流。
这使得三极管在电子电路中具有更广泛的应用。
三、三极管的应用3.1 放大器：三极管的放大作用使得它成为放大器电路的重要组成部份。
通过合理的电路设计和三极管的工作原理，可以实现对信号的放大，满足不同应用场景的需求。
3.2 开关：三极管的控制作用使得它可以作为开关使用。
通过控制基极电流的开关状态，可以实现电路的开关控制，如调光灯、电子开关等。
3.3 振荡器：三极管还可以用于振荡器电路的设计。
通过合理的电路结构和三极管的特性，可以实现信号的产生和放大，实现振荡器的功能。
四、三极管的特性4.1 饱和区：当三极管的基极电流较大时，三极管处于饱和区。
此时，集电极电流达到最大值，三极管的放大作用最好。
4.2 放大区：当三极管的基极电流适中时，三极管处于放大区。
[理学]第四章BJT三极管及其放大管
![[理学]第四章BJT三极管及其放大管](https://img.taocdn.com/s3/m/7c2b7d5cce84b9d528ea81c758f5f61fb736281a.png)
第四章BJT三极管及其放大管一、判断题双极型三极管由两个PN结构成，因此可以用两个二极管背靠背相连构成一个三极管。
（）×三极管工作在放大区时，若i B为常数，则u CE增大时，i C几乎不变，故当三极管工作在放大区时可视为一电流源。
（）√对三极管电路进行直流分析时，可将三极管用H参数小信号模型替代。
（）×三极管的C、E两个区所用半导体材料相同，因此，可将三极管的C、E两个电极互换使用。
（）×三极管的输出特性曲线随温度升高而上移，且间距随温度升高而减小。
（）×三极管放大电路中的耦合电容在直流分析时可视为开路，交流分析时可视为短路。
（）√处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的（）。
×只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（）×根据电路放大原理可以说任何放大电路都有功率放大作用；（）√放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（）√阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立，它只能放大交流信号。
( ) √BJT 三极管有三种连接组态，其中没有密勒效应的是共射放大电路。
( ) ×FET 三极管有三种连接组态，其中没有密勒效应的是共栅极放大电路。
( ) √BJT 三极管有三种连接组态，其中没有密勒效应的是共基极放大电路。
( ) √BJT 三极管有三种连接组态，比较三种组态密勒效应最强的是共发射放大电路。
（ ）√BJT 放大电路的高频响应有三个频率参数，分别是T f f f ,,βαβααβf f f f f f t T >=三者关系是,,（ ）√BJT 放大电路的高频响应频率参数T f f f ,,βα，满足ββf f T =（ ）√放大电路的增益在低频区的数值比较中频区小的主要原因是耦合电容和旁路电容的影响。
（ ）√放大电路的增益在高频区的数值比较中频区小的主要原因是三极管的极间电容。
（ ）√BJT 放大器的低频跨导g m 与共发射电流β的关系是e b m r g /β=（ ） √BJT 放大器的e b C /电容与其低频跨导g m 的关系为Tm eb f g C π2/=（ ） √分析BJT 放大器在高频区的增益时必须采用混合П模型，而分析BJT 放大器非高频区的增益时采用h 参数模型。
晶体二极管与晶体三极管
第四章晶体二极管与晶体三极管本章概述：晶体管是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，在电子产品中应用十分广泛。
本章从二、三极管的型号、分类、外形识别及检测等多个方面，对常用二、三极管进行了较为详细和系统的讲解。
第一节晶体二极管和晶体三极管的型号命名方法一、中华人民共和国国家标准（GB249-74）国标（GB249-74）半导体器件型号命名由五部分组成，见表4-1。
表4-1 国标半导体器件型号命名方法例如：锗PNP高频小功率管为3AG11C，即３（三极管）Ａ（PNP型锗材料）Ｇ（高频小功率管）１１（序号）Ｃ（规格号）二、美国电子半导体协会半导体器件型号命名法表4-2 美国电子半导体协会半导体器件型号命名法三、日本半导体器件型号命名方法表4-3 日本半导体器件型号命名方法第二节半导体器件的外形识别一、晶体二极管的外形识别1.晶体二极管的结构与特性定义：晶体二极管由一个PN结加上引出线和管壳构成。
所以，二极管实际就是一个PN结。
电路图中文字表示符号为用V表示。
基本结构：PN结加上管壳和引线，就成为了半导体二极管。
图4-1 二极管的结构和电路符号二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图4-2所示。
1）正向特性当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。
不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
2）反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。
不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。
3）击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013-11-18
24
3. 极限参数
（1） 集电极最大允许电流ICM （2） 集电极最大允许功率损耗PCM
PCM= ICVCE
2013-11-18
25
(3) 反向击穿电压
V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反
向击穿电压。 V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。 V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。 几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO
RB C1 + Rs us －
2013-11-18
RC + T
+VCC C2 + RL uo －
+
+
ui －
31
4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
1. 静态(直流工作状态) 输入信号vi＝0时， 放大电路的工作状态称 为静态或直流工作状态。
I BQ
VBB VBEQ Rb
直流通路
ICQ βIBQ ICEO βIBQ
VCEQ=VCC－ICQRc
2013-11-18
32
4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
2. 动态 输入正弦信号vs后，电路 将处在动态工作情况。此时， BJT各极电流及电压都将在 静态值的基础上随输入信号 作相应的变化。
交流通路
2013-11-18 33
4.3 放大电路的分析方法
4.3.1 图解分析法
2013-11-18 27
4.2 共射极放大电路的工作原理
4.2.1 基本共射极放大电路的组成
基本共射极放大电路
2013-11-18 28
共射极放大电路信号流通
2013-11-18
29
电路简化(仿真图)
IB
VC IC
VIN
VB
Ui
=49
Uo
2013-11-18
30
共发射极放大电路的实用电路
和PNP型。
(a)
NPN型管结构示意图
(b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号
(d) PNP管的电路符号
2013-11-18 4
集成电路中典型NPN型BJT的截面图
2013-11-18
5
4.1.2 放大状态下BJT的工作原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传 输体现出来的。 由于三极管内有两种载流子 (自由电子和空穴)参与导电，故 外部条件：发射结正偏 称为双极型三极管或BJT (Bipolar 集电结反偏 Junction Transistor)。 1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子
1. 静态工作点的图解分析
2. 动态工作情况的图解分析 3. 非线性失真的图解分析 4. 图解分析法的适用范围
4.3.2 小信号模型分析法
1. BJT的H参数及小信号模型 2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 3. 小信号模型分析法的适用范围
2013-11-18 34
4.3.1 图解分析法
根据vs的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出vBE
、 iB 的波形
vs Vsm sinωt
vBE VBB vs iB Rb
2013-11-18
38
根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE 的波形
vCE VCC iC Rc
2013-11-18
39
共射极放大电路中的电 压、电流波形
(1) 共发射极直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB vCE=const
(2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
与iC的关系曲线
2013-11-18 21
1. 电流放大系数
(3) 共基极直流电流放大系数
=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE
2013-11-18
（0.99—0.995）
I BE I BE 1
8
又 1
根据
且令 IE=IB+ IC
电流放大系数
IC= ICN+ ICBO
I CN I C IE IE
ICEO= (1+ ) ICBO （穿透电流）
I C I CEO 则 IB
2013-11-18 13
综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区
杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反
向偏置。
2013-11-18 14
4.1.3 BJT的V-I 特性曲线
1. 输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const
（以共射极放大电路为例）
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
(2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。
共射极连接
电路参数的改变对Q点的影响 RB 的改变直接影响Q点的位置，但不 影响负载特性。 RC 的改变影响负载线的斜率。 VCC的改变使负载线产生平移。 温度的改变对Q点的影响具有随机性。
(4) 共基极交流电流放大系数α
α =IC/IEvCB=const
当ICBO和ICEO很小时， 区分。
≈ ≈、 ，可以不加
2013-11-18
22
2. 极间反向电流
(1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO
发射极开路时，集电结的反向饱和电流。
2013-11-18
23
(2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO
2013-11-18 11
共基极放大电路的放大作用
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA，
当 = 0.98 时，
则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC• RL = 0.98 V， 电压放大倍数
2013-11-18
vO 0.98V Av 49 vI 20mV
2013-11-18 10
共基连接的电流分配
研究：
IC f (I E ) I B f (I E )
IE
IB
IC
I E I CN I BE IC I CBO I B I CBO I B IC
IC ICN ICBO I E I CBO I E I B I BE ICBO I E I CN I CBO I E I E I CBO (1 ) I E
I E I CN I BE I C I CBO I B I CBO I B I C
=集电极收集到的载流子数/发射极发射的载流子总数
即定义为电流传递系数可表示为：
I CN 1 IE
为电流传递系数。它只
与管子的结构尺寸和掺杂浓度 有关，与外加电压无关。
I CN I E ( I CN I BE ) I CN
1. 静态工作点的图解分析 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入 输出特性曲线。
共射极放大电路
2013-11-18
35
4.3.1 图解分析法 1. 静态工作点的图解分析
首先，画出直流通路 列输入回路方程
vBE VBB iB Rb
列输出回路方程（直流负载线） VCE=VCC－iCRc
2013-11-18
放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲 线基本平行等距。此时，发射结正 偏，集电结反偏。
16
UCE0.3V
IC= IB
IC 0
2013-11-18
17
晶体管输入输出特性曲线实验电路
IC IB + UCE + V UBE
－ －
mA RC V EC 40 30 20 10
与二极管类似
12
共射连接的电流分配
IC 研究： I C
f (I B )
IB
IE
I E I CN I BE I B IC
I E f (I B )
I C I CBO I B I CBO
I C I CN I CBO I E I CBO ( I C I B ) I CBO I CBO IC IB I B (1 ) I CBO I B 1 1 I CEO (1 ) I CBO ——穿透电流 I E I C I B I B I B I CEO (1 ) I B
IB /mA UCE≥1V 0.4 0.8 UBE /V
μ A RB EB
0
测量三极管特性的实验电路
三极管的输入特性曲线
I B f (U BE )U CE C I C f (U CE ) I B C
2013-11-18 18
1.0mA
晶体管输入特性曲线
0.5mA
0A 0V 0.1V IB(Q1) 0.2V 0.3V 0.4V 0.5V V_EB 0.6V 0.7V 0.8V 0.9V 1.0V
2013-11-18 15
2. 输出特性曲线
iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱和区：iC明显受vCE控制的区域， 该区域内，一般vCE＜0.7V (硅管)。 此时，发射结正偏，集电结正偏或 反偏电压很小。 截止区：iC接近零的区域，相当iB=0 的曲线的下方。此时， vBE小于死区 电压。